ＲＩ化合物合成装置
【課題】発熱体から反応器への熱伝導効率を高め、周囲への放熱を低減することが可能な反応器の加熱機構を備えるＲＩ化合物合成装置を提供する。
【解決手段】本発明の一実施形態に係るＲＩ化合物合成装置１は、放射性同位元素及び試薬から放射性同位元素標識化合物を生成するためのＲＩ化合物合成装置において、放射性同位元素と試薬との合成反応を行う反応器１０と、反応器１０を加熱する加熱機構２０とを備えており、加熱機構２０は、励磁電流が供給される誘導コイル２４と、誘導コイル２４に電磁気的に結合された電磁誘導体２２とを備える。
【解決手段】本発明の一実施形態に係るＲＩ化合物合成装置１は、放射性同位元素及び試薬から放射性同位元素標識化合物を生成するためのＲＩ化合物合成装置において、放射性同位元素と試薬との合成反応を行う反応器１０と、反応器１０を加熱する加熱機構２０とを備えており、加熱機構２０は、励磁電流が供給される誘導コイル２４と、誘導コイル２４に電磁気的に結合された電磁誘導体２２とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射性同位元素及び試薬から放射性同位元素標識化合物を生成するためのＲＩ化合物合成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば病院等のＰＥＴ検査（陽電子断層撮影検査）等に使用される放射性同位元素標識化合物（ＲＩ化合物）は、放射性同位元素（ＲＩ）を所定の原料試薬と化学反応させるＲＩ化合物合成装置で合成される。このＲＩ化合物合成装置では、化学反応を行う反応器にＲＩや原料試薬等を導入し、化学反応に必要な温度まで反応器を加熱した後に、所定のプロセスが実行される（例えば、特許文献１）。
【０００３】
このＲＩ化合物合成装置において、反応器を加熱する手法としては、エアヒータやオイルヒータなどを用いる手法が知られている。これらの手法では、不活性ガスやオイルなどの熱伝導媒介物質を外部から流入し、発熱体によって媒介物質を加熱し、媒介物質によって反応器を加熱する（例えば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３４２１３９号公報
【特許文献２】特開２００５−１０６６５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、エアヒータやオイルヒータなどを用いる手法では、発熱体→媒介物質→反応器という複数段にわたる経路で熱伝導を行うこととなるので、発熱体から反応器への熱伝導効率が低い。例えば、この熱伝導経路において多くの熱量を損失することとなるので、発熱体は、合成反応に必要な熱量に対して超過剰の熱量を供給しなければならない。また、発熱体の発熱開始から反応器の加熱終了までの時間が長くなってしまう。
【０００６】
更には、発熱体及び媒介物質の熱伝導経路からその周囲に対して、長時間にわたり放熱が行われることとなり、周辺器具や周辺部品に熱損傷を与える虞がある。
【０００７】
更には、不活性ガスやオイルなどの熱伝導媒介物質の流入忘れなどの誤操作により発熱体が高温になると、周辺器具や周辺部品の熱損傷に加えて、周辺の配線や配管などが接触により熱損傷してしまう虞がある。例えば、配管が溶けて変形したり、配線の被覆が溶けてショートしたりする虞がある。
【０００８】
そこで、本発明は、発熱体から反応器への熱伝導効率を高め、周囲への放熱を低減することが可能な反応器の加熱機構を備えるＲＩ化合物合成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のＲＩ化合物合成装置は、放射性同位元素及び試薬から放射性同位元素標識化合物を生成するためのＲＩ化合物合成装置において、放射性同位元素と試薬との合成反応を行う反応器と、反応器を加熱する加熱機構とを備えており、加熱機構は、励磁電流が供給される誘導コイルと、誘導コイルに電磁気的に結合された電磁誘導体とを備える。ここで、電磁誘導体が誘導コイルに電磁気的に結合するとは、励磁電流に応じて発生する誘導コイルからの磁束に応じて、電磁誘導体が発熱する状態をいう。
【００１０】
このＲＩ化合物合成装置によれば、反応器の加熱機構によって、誘導コイルに励磁電流が供給されると、電磁誘導体が発熱体となって反応器を加熱することができる。そして、電磁誘導により反応器を加熱するので、周囲への放熱を低減することができる。また、不活性ガスやオイルなどの熱伝導媒介物質を外部から流入しないので、流入忘れなどの誤操作に起因する発熱体の温度上昇を防止することができる。
【００１１】
ところで、反応器の加熱手法としては、不活性ガスやオイルなどの熱伝導媒介物質を用いないブロックヒータやペルチエヒータなどを用いる手法も知られている。これらの手法に比べ、この反応器の加熱機構では、電磁誘導方式を用いるので、加熱の立ち上がりがよく、発熱体の発熱開始から反応器の加熱終了までの時間が短い。また、これらの手法に比べ、電磁誘導方式を用いる反応器の加熱機構では、供給電力−発熱効率が良い。
【００１２】
上記した電磁誘導体は、反応器に一体的に設けられていることが好ましい。これによれば、発熱体から反応器への熱伝導効率を高めることができ、周囲への放熱をより低減することができる。
【００１３】
上記した電磁誘導体は、反応器の底部に当接されていることが好ましい。これによれば、加熱機構によって、反応器の側部からの反応器内の化学反応の様子の視認性を損なうことがない。
【００１４】
上記した電磁誘導体は、反応器に粒子状に含まれていることが好ましい。上記したブロックヒータやペルチエヒータなどを用いる手法において、加熱効率を上げるためには、ブロックヒータやペルチエヒータなどにより反応器全体を覆うことが考えられる。しかしながら、反応器全体を覆ってしまうと、反応器内の化学反応の様子を視認することができなくなってしまう。しかしながら、これによれば、例えば、ガラスを主成分とする反応器に電磁誘導体が粒子状に含まれるので、反応器の透過性を損なうことなく、反応器内の化学反応の様子を視認することができる。また、反応器自体全体が発熱体となるので、熱伝導効率を更に高めることができ、周囲への放熱をより低減することができる。また、反応器とは別体として電磁誘導体を設ける必要が無いので、ＲＩ化合物合成装置の小型化が可能となる。
【００１５】
上記したＲＩ化合物合成装置は、誘導コイルと電磁誘導体との結合を損なうことなく、誘導コイルを囲うように設けられた遮蔽体を更に備えることが好ましい。ここで、誘導コイルと電磁誘導体との結合を損なわないとは、誘導コイルと電磁誘導体との電磁気的結合を妨げない状態をいう。更には、誘導コイルと電磁誘導体との結合を損なわないとは、誘導コイルと電磁誘導体との電磁気的結合の効率を低減しない、すなわち、電磁気的結合の度合いを弱めない状態をもいうものとする。これによれば、電磁誘導性の材質を含む周辺器具や周辺部品が誘導コイルの磁束により温度上昇することを抑制することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、発熱体から反応器への熱伝導効率を高め、周囲への放熱を低減することができる。その結果、周辺器具や周辺部品の熱損傷を防止することができると共に、周辺の配線や配管など熱損傷を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係るＲＩ化合物合成装置の構成を示す概略断面図である。
【図２】図１に示すＲＩ化合物合成装置における反応器及び加熱機構の構成を詳細に示す概略断面図である。
【図３】本発明の比較例に係るエアヒータを用いたＲＩ化合物合成装置における反応器及び加熱機構の構成を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。
【００１９】
図１は、本発明の実施形態に係るＲＩ化合物合成装置の構成を示す概略断面図である。図１に示すＲＩ化合物合成装置１は、例えば、病院等のＰＥＴ検査等に使用される放射性薬剤としての放射性同位元素標識化合物（ＲＩ化合物）を、放射性同位元素（ＲＩ）と各種試薬との合成反応により生成するための装置である。
【００２０】
このＲＩ化合物合成装置１は、合成装置本体部２と、合成装置本体部２を覆うホットセル３とを備えている。また、ＲＩ化合物合成装置１は、ホットセル３の内部に分離精製部４とガス調整ユニット５とを備え、ホットセル３の外部に制御部６を備えている。また、ＲＩ化合物合成装置１は、ＲＩ化合物合成装置１の外部に設けられたターゲット部１００に接続されている。
【００２１】
合成装置本体部２は、ターゲット部１００から送られてくる放射性同位元素（ＲＩ）と、合成装置本体部２に貯留された試薬とから、ＲＩ化合物を生成する装置である。合成装置本体部２は、抽出カラム７と、回収ボトル８と、試薬貯留容器９と、反応器１０と、加熱機構２０とを備えている。また、合成装置本体部２は、分離精製部４と、ガス調整ユニット５と、制御部６と、ターゲット部１００に接続されている。
【００２２】
試薬貯留容器９は、ＲＩ化合物の合成に必要となる試薬を貯留する容器である。試薬貯留容器９は、反応器１０や抽出カラム７、ガス調整ユニット５に接続されている。試薬貯留容器９には、試薬導入口９ａが設けられており、この試薬導入口９ａから試薬を補充する。試薬貯留容器９内の試薬は、後述のガス調整ユニット５からガスが送られることにより、試薬貯留容器９から送り出される。
【００２３】
ガス調整ユニット５は、試薬貯留容器９や反応器１０へ送るガスの量等を調整する装置である。ガス調整ユニット５は、ホットセル３外のガス供給部（図示無し）に接続されており、このガス供給部からガスが供給されている。ガス調整ユニット５で調整するガスは、不活性ガスであり、例えば窒素が挙げられる。
【００２４】
抽出カラム７は、ターゲット部１００から送られてくるＲＩを一時的に吸着・抽出するものである。本実施形態では、ＲＩである１８Ｆは、１８Ｏ−Ｈ２Ｏと共にターゲット部１００から送られてくる。１８Ｆは抽出カラム７に吸着され、１８Ｏ−Ｈ２Ｏは回収ボトル８へ送られる。１８Ｏ−Ｈ２Ｏは、貴重な物質であるため、回収ボトル８に集められ、回収される。抽出カラム７で吸着された１８Ｆは、ガス調整ユニット５から送られてきて試薬貯留容器９を通過する際に試薬を含んだガスにより、抽出カラム７から反応器１０へと送られる。この際、ガスには試薬が含まれているので、抽出カラム７に吸着されている１８Ｆを抽出カラム７から剥がし取ることができる。
【００２５】
反応器１０は、反応器１０に接続された試薬貯留容器９から送られてくる試薬と１８Ｆ（ＲＩ）とから、ＲＩ化合物を生成する反応容器である。生成されたＲＩ化合物は、ガス調整ユニット５から反応器１０へガスが送られてくることにより、後述の分離精製部４へ送られる。
【００２６】
加熱機構２０は、反応器１０を加熱する機構である。反応器１０で合成反応を行うためには、ＲＩ及び試薬を加熱する必要がある（最大で２００℃程度）。
【００２７】
分離精製部４は、反応器１０から送られてくるＲＩ化合物及びガスを分離して、ＲＩ化合物の精製を行うものである。精製されたＲＩ化合物は、ホットセル３内に設けられたＲＩ化合物回収容器（図示無し）に貯留されて回収されるか、ホットセル３外部に設けられた分注装置や分注投与装置へ送られる。
【００２８】
制御部６は、ＲＩ化合物合成装置１における上記合成動作の制御を行うものである。
【００２９】
ホットセル３は、ホットセル３外への放射線の漏洩を防ぐ放射線遮蔽壁である。ホットセル３には図示せぬ扉が設けられており、その扉から合成装置本体への試薬の補充や、ＲＩ化合物回収容器に貯留されたＲＩ化合物の回収を行う。なお、この扉は試薬の補充や、ＲＩ化合物の回収等の用途に応じて、複数設けても良い。
【００３０】
以上、ＲＩ化合物合成装置１の構造を説明したが、ＲＩ化合物合成装置１の構造は、上記の構成に限定されるものではなく、必要に応じて種々の設計変更が可能であることは言うまでもない。例えば、ＲＩは、１８Ｆではなく、他の物質でも良い。また、回収ボトルを設けなくても良い。
【００３１】
次に、ＲＩ化合物合成装置１における反応器１０及び加熱機構２０について詳細に説明する。図２は、図１に示すＲＩ化合物合成装置における反応器１０及び加熱機構２０の構成を詳細に示す概略断面図である。
【００３２】
反応器１０では、上述したように、ＲＩと各種試薬とが導入され、合成反応が行われる。合成反応を行うためには、ＲＩ及び各種試薬を加熱する必要がある（最大で２００℃程度）。そのために、反応器１０の下部には、反応器１０を加熱することによって、その内部のＲＩ及び各種試薬を加熱する加熱機構２０が設けられている。なお、反応器１０は、ガラスなどの透明性を有する物質からなり、内部の合成反応を視認可能になっている。
【００３３】
加熱機構２０は、電磁誘導体２２と、誘導コイル２４と、遮蔽体２６と、誘導コイル２４に接続された高周波電源（図示せず）とを備えている。
【００３４】
電磁誘導体２２は、反応器１０の近傍に設けられている。本実施形態では、電磁誘導体２２は、反応器１０の底部に当接して、反応器１０と一体的に設けられている。電磁誘導体２２には、透磁率が高く、抵抗値が高い鉄などの材質が用いられる。電磁誘導体２２は、下部に設けられた誘導コイル２４と電磁気的に結合しており、誘導コイル２４からの磁束φに応じて自らが発熱することによって、反応器１０を加熱する。
【００３５】
誘導コイル２４は、高周波電源から励磁電流が供給されることによって、上下方向に磁束φを発生する。これにより、誘導コイル２４は電磁誘導体２２を発熱させる。例えば、誘導コイル２４は、周囲の少なくとも一部がモールド部材で覆われた誘導コイルユニットの態様であり、この誘導コイルユニットが電磁誘導体２２に当接して配置されていることが好ましい。これにより、誘導コイル２４に供給される励磁電流に対する電磁誘導体２２の発熱効率を高めることができる。すなわち、供給電力−発熱効率を高めることができる。誘導コイル２４の横側周囲には、遮蔽体２６が配置されている。
【００３６】
遮蔽体２６は、誘導コイル２４からの磁束φが周囲に漏れることを防止する。例えば、遮蔽体２６の材料には、磁束が通りやすく、磁束を吸収する電磁誘導性を有する物質であって、透磁率が比較的高い鉄などが用いられることが好ましい。また、遮蔽体２６は、反応器１０の加熱のための電磁誘導体２２より透磁率が低く、周囲に配置される電磁誘導性物質を含む周辺機器や周辺部品よりも透磁率が高いことが好ましい。
【００３７】
遮蔽体２６は、誘導コイル２４の横側周囲を囲うように環状をなしている。なお、遮蔽体２６は、複数の遮蔽体が略等間隔に離間して環状に配置された集合体であってもよい。遮蔽体２６には、放熱用のフィン２８やファン２９が設けられていると、遮蔽体２６からの放熱を効率的に行うことができる。
【００３８】
ここで、図３に、本発明の比較例に係るエアヒータを用いたＲＩ化合物合成装置における反応器及び加熱機構の概略断面構成を示す。比較例のＲＩ化合物合成装置１Ｘは、ＲＩ化合物合成装置１において、電磁誘導方式の加熱機構２０に代えて、エアヒータ方式の加熱機構２０Ｘを備える構成で、本実施形態と相違する。ＲＩ化合物合成装置１Ｘのその他の構成は、ＲＩ化合物合成装置１と同一である。
【００３９】
エアヒータ方式の加熱機構２０Ｘは、発熱体であるヒータ２２Ｘと、不活性ガス導入管２４Ｘとを備えている。エアヒータ方式の加熱機構２０Ｘでは、不活性ガス導入管２４Ｘを通して外部から不活性ガスを熱伝導媒介物質として流入し、ヒータ２２Ｘによって不活性ガスを加熱する。その後、加熱された不活性ガスが反応器１０の外壁まで流れることによって、反応器１０が加熱される。
【００４０】
このエアヒータ方式の加熱機構２０Ｘでは、発熱体（ヒータ）２２Ｘ→媒介物質（不活性ガス）→反応器１０という複数段にわたる経路Ａで熱伝導を行うこととなるので、発熱体２２Ｘから反応器１０への熱伝導効率が低い。例えば、この熱伝導経路Ａにおいて多くの熱量を損失することとなるので、発熱体２２Ｘは、合成反応に必要な熱量に対して超過剰の熱量を供給しなければならない。また、発熱体２２Ｘの発熱開始から反応器１０の加熱終了までの時間が長くなってしまう。
【００４１】
更には、熱伝導経路Ａからその周囲に対して、長時間にわたり放熱が行われることとなり、周辺器具や周辺部品に熱損傷を与える虞がある。
【００４２】
更には、熱伝導媒介物質の流入忘れなどの誤操作により発熱体２２Ｘが高温になると、周辺器具や周辺部品の熱損傷に加えて、周辺の配線や配管などが接触により熱損傷してしまう虞がある。例えば、配管が溶けて変形したり、配線の被覆が溶けてショートしたりする虞がある。
【００４３】
また、比較例のＲＩ化合物合成装置１Ｘでは、ＲＩ化合物合成装置１Ｘ内に存在する粉塵が熱伝導媒介物質の流入によって巻き上げられて、ＲＩ化合物合成装置１Ｘ内の周囲環境のクリーン度が損なわれる虞がある。
【００４４】
しかしながら、本実施形態のＲＩ化合物合成装置１によれば、電磁誘導方式の加熱機構２０によって、誘導コイル２４に励磁電流が供給されると、電磁誘導体２２が発熱体となって反応器１０を加熱することができる。そして、電磁誘導により反応器を加熱するので、周囲への放熱を低減することができる。特に、電磁誘導体２２が反応器１０に一体的に設けられているので、発熱体から反応器への熱伝導効率を高めることができ、周囲への放熱をより低減することができる。また、不活性ガスやオイルなどの熱伝導媒介物質を外部から流入しないので、流入忘れなどの誤操作に起因する発熱体の温度上昇を防止することができる。更に、エアヒータを用いないので、ホットセル内のクリーン度を損なうことがない。
【００４５】
また、本実施形態の電磁誘導方式の加熱機構２０では、不活性ガスやオイルなどの熱伝導媒介物質を用いないブロックヒータやペルチエヒータなどを用いる手法に比べ、加熱の立ち上がりがよく、発熱体の発熱開始から反応器の加熱終了までの時間が短い。また、ブロックヒータやペルチエヒータなどを用いる手法に比べ、本実施形態の電磁誘導方式の加熱機構２０では、供給電力−発熱効率が良い。
【００４６】
また、本実施形態のＲＩ化合物合成装置１によれば、誘導コイル２４の横側周囲を囲うように遮蔽体２６が配置されているので、発熱体である電磁誘導体２２の発熱、すなわち反応器１０の加熱を損なうことなく、電磁誘導性の材質を含む周辺器具や周辺部品が誘導コイル２４の磁束φにより温度上昇することを抑制することができる。
【００４７】
更に、本実施形態のＲＩ化合物合成装置１によれば、遮蔽体２６に放熱用のフィン２８やファン２９が設けられているので、遮蔽体２６の発熱による周辺器具や周辺部品の温度上昇を抑制することができる。
【００４８】
その結果、周辺器具や周辺部品の熱損傷を防止することができると共に、周辺の配線や配管など熱損傷を防止することができる。
【００４９】
また、本実施形態のＲＩ化合物合成装置１によれば、電磁誘導体２２が反応器１０の底部に当接して設けられているので、加熱機構２０によって、反応器１０の側部からの反応器１０内の化学反応の様子の視認性を損なうことがない。
【００５０】
なお、本発明は上記した本実施形態に限定されることなく種々の変形が可能である。例えば、本実施形態では、電磁誘導体２２を反応器１０の底部に当接したが、電磁誘導体は、反応器に粒子状に含まれていてもよい。例えば、反応器を成形する際に、主成分であるガラスの粒子に電磁誘導体の粒子を練り込むことによって実現可能である。これにより、反応器の透明性を損なうことなく、反応器内の化学反応の様子を視認することができる。また、反応器自体全体が発熱体となるので、熱伝導効率を更に高めることができ、周囲への放熱をより低減することができる。また、反応器とは別体として電磁誘導体を設ける必要が無いので、ＲＩ化合物合成装置の小型化が可能となる。
【００５１】
また、本実施形態では、電磁誘導体２２を反応器１０に一体的に設けたが、電磁誘導体は、反応器に一体的に設けられていなくともよい。例えば、電磁誘導体から反応器への熱伝導効率が大きく低下しない程度に、電磁誘導体と反応器との間に若干の隙間を設けてもよい。
【００５２】
また、本発明は、合成装置の反応器の加熱機構のみならず、乾燥固化を行う濃縮装置など、クリーン環境下で使用される装置全般の加熱機構として適用可能である。
【符号の説明】
【００５３】
１，１Ｘ…ＲＩ化合物合成装置、２…合成装置本体部、３…ホットセル、４…分離精製部、５…ガス調整ユニット、６…制御部、７…抽出カラム、８…回収ボトル、９…試薬貯留容器、１０…反応器、２０，２０Ｘ…加熱機構、２２…電磁誘導体、２２Ｘ…ヒータ、２４…誘導コイル、２４Ｘ…不活性ガス導入管、２６…遮蔽体、２８…放熱用フィン、２９…放熱用ファン、１００…ターゲット部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射性同位元素及び試薬から放射性同位元素標識化合物を生成するためのＲＩ化合物合成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば病院等のＰＥＴ検査（陽電子断層撮影検査）等に使用される放射性同位元素標識化合物（ＲＩ化合物）は、放射性同位元素（ＲＩ）を所定の原料試薬と化学反応させるＲＩ化合物合成装置で合成される。このＲＩ化合物合成装置では、化学反応を行う反応器にＲＩや原料試薬等を導入し、化学反応に必要な温度まで反応器を加熱した後に、所定のプロセスが実行される（例えば、特許文献１）。
【０００３】
このＲＩ化合物合成装置において、反応器を加熱する手法としては、エアヒータやオイルヒータなどを用いる手法が知られている。これらの手法では、不活性ガスやオイルなどの熱伝導媒介物質を外部から流入し、発熱体によって媒介物質を加熱し、媒介物質によって反応器を加熱する（例えば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３４２１３９号公報
【特許文献２】特開２００５−１０６６５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、エアヒータやオイルヒータなどを用いる手法では、発熱体→媒介物質→反応器という複数段にわたる経路で熱伝導を行うこととなるので、発熱体から反応器への熱伝導効率が低い。例えば、この熱伝導経路において多くの熱量を損失することとなるので、発熱体は、合成反応に必要な熱量に対して超過剰の熱量を供給しなければならない。また、発熱体の発熱開始から反応器の加熱終了までの時間が長くなってしまう。
【０００６】
更には、発熱体及び媒介物質の熱伝導経路からその周囲に対して、長時間にわたり放熱が行われることとなり、周辺器具や周辺部品に熱損傷を与える虞がある。
【０００７】
更には、不活性ガスやオイルなどの熱伝導媒介物質の流入忘れなどの誤操作により発熱体が高温になると、周辺器具や周辺部品の熱損傷に加えて、周辺の配線や配管などが接触により熱損傷してしまう虞がある。例えば、配管が溶けて変形したり、配線の被覆が溶けてショートしたりする虞がある。
【０００８】
そこで、本発明は、発熱体から反応器への熱伝導効率を高め、周囲への放熱を低減することが可能な反応器の加熱機構を備えるＲＩ化合物合成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のＲＩ化合物合成装置は、放射性同位元素及び試薬から放射性同位元素標識化合物を生成するためのＲＩ化合物合成装置において、放射性同位元素と試薬との合成反応を行う反応器と、反応器を加熱する加熱機構とを備えており、加熱機構は、励磁電流が供給される誘導コイルと、誘導コイルに電磁気的に結合された電磁誘導体とを備える。ここで、電磁誘導体が誘導コイルに電磁気的に結合するとは、励磁電流に応じて発生する誘導コイルからの磁束に応じて、電磁誘導体が発熱する状態をいう。
【００１０】
このＲＩ化合物合成装置によれば、反応器の加熱機構によって、誘導コイルに励磁電流が供給されると、電磁誘導体が発熱体となって反応器を加熱することができる。そして、電磁誘導により反応器を加熱するので、周囲への放熱を低減することができる。また、不活性ガスやオイルなどの熱伝導媒介物質を外部から流入しないので、流入忘れなどの誤操作に起因する発熱体の温度上昇を防止することができる。
【００１１】
ところで、反応器の加熱手法としては、不活性ガスやオイルなどの熱伝導媒介物質を用いないブロックヒータやペルチエヒータなどを用いる手法も知られている。これらの手法に比べ、この反応器の加熱機構では、電磁誘導方式を用いるので、加熱の立ち上がりがよく、発熱体の発熱開始から反応器の加熱終了までの時間が短い。また、これらの手法に比べ、電磁誘導方式を用いる反応器の加熱機構では、供給電力−発熱効率が良い。
【００１２】
上記した電磁誘導体は、反応器に一体的に設けられていることが好ましい。これによれば、発熱体から反応器への熱伝導効率を高めることができ、周囲への放熱をより低減することができる。
【００１３】
上記した電磁誘導体は、反応器の底部に当接されていることが好ましい。これによれば、加熱機構によって、反応器の側部からの反応器内の化学反応の様子の視認性を損なうことがない。
【００１４】
上記した電磁誘導体は、反応器に粒子状に含まれていることが好ましい。上記したブロックヒータやペルチエヒータなどを用いる手法において、加熱効率を上げるためには、ブロックヒータやペルチエヒータなどにより反応器全体を覆うことが考えられる。しかしながら、反応器全体を覆ってしまうと、反応器内の化学反応の様子を視認することができなくなってしまう。しかしながら、これによれば、例えば、ガラスを主成分とする反応器に電磁誘導体が粒子状に含まれるので、反応器の透過性を損なうことなく、反応器内の化学反応の様子を視認することができる。また、反応器自体全体が発熱体となるので、熱伝導効率を更に高めることができ、周囲への放熱をより低減することができる。また、反応器とは別体として電磁誘導体を設ける必要が無いので、ＲＩ化合物合成装置の小型化が可能となる。
【００１５】
上記したＲＩ化合物合成装置は、誘導コイルと電磁誘導体との結合を損なうことなく、誘導コイルを囲うように設けられた遮蔽体を更に備えることが好ましい。ここで、誘導コイルと電磁誘導体との結合を損なわないとは、誘導コイルと電磁誘導体との電磁気的結合を妨げない状態をいう。更には、誘導コイルと電磁誘導体との結合を損なわないとは、誘導コイルと電磁誘導体との電磁気的結合の効率を低減しない、すなわち、電磁気的結合の度合いを弱めない状態をもいうものとする。これによれば、電磁誘導性の材質を含む周辺器具や周辺部品が誘導コイルの磁束により温度上昇することを抑制することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、発熱体から反応器への熱伝導効率を高め、周囲への放熱を低減することができる。その結果、周辺器具や周辺部品の熱損傷を防止することができると共に、周辺の配線や配管など熱損傷を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係るＲＩ化合物合成装置の構成を示す概略断面図である。
【図２】図１に示すＲＩ化合物合成装置における反応器及び加熱機構の構成を詳細に示す概略断面図である。
【図３】本発明の比較例に係るエアヒータを用いたＲＩ化合物合成装置における反応器及び加熱機構の構成を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。
【００１９】
図１は、本発明の実施形態に係るＲＩ化合物合成装置の構成を示す概略断面図である。図１に示すＲＩ化合物合成装置１は、例えば、病院等のＰＥＴ検査等に使用される放射性薬剤としての放射性同位元素標識化合物（ＲＩ化合物）を、放射性同位元素（ＲＩ）と各種試薬との合成反応により生成するための装置である。
【００２０】
このＲＩ化合物合成装置１は、合成装置本体部２と、合成装置本体部２を覆うホットセル３とを備えている。また、ＲＩ化合物合成装置１は、ホットセル３の内部に分離精製部４とガス調整ユニット５とを備え、ホットセル３の外部に制御部６を備えている。また、ＲＩ化合物合成装置１は、ＲＩ化合物合成装置１の外部に設けられたターゲット部１００に接続されている。
【００２１】
合成装置本体部２は、ターゲット部１００から送られてくる放射性同位元素（ＲＩ）と、合成装置本体部２に貯留された試薬とから、ＲＩ化合物を生成する装置である。合成装置本体部２は、抽出カラム７と、回収ボトル８と、試薬貯留容器９と、反応器１０と、加熱機構２０とを備えている。また、合成装置本体部２は、分離精製部４と、ガス調整ユニット５と、制御部６と、ターゲット部１００に接続されている。
【００２２】
試薬貯留容器９は、ＲＩ化合物の合成に必要となる試薬を貯留する容器である。試薬貯留容器９は、反応器１０や抽出カラム７、ガス調整ユニット５に接続されている。試薬貯留容器９には、試薬導入口９ａが設けられており、この試薬導入口９ａから試薬を補充する。試薬貯留容器９内の試薬は、後述のガス調整ユニット５からガスが送られることにより、試薬貯留容器９から送り出される。
【００２３】
ガス調整ユニット５は、試薬貯留容器９や反応器１０へ送るガスの量等を調整する装置である。ガス調整ユニット５は、ホットセル３外のガス供給部（図示無し）に接続されており、このガス供給部からガスが供給されている。ガス調整ユニット５で調整するガスは、不活性ガスであり、例えば窒素が挙げられる。
【００２４】
抽出カラム７は、ターゲット部１００から送られてくるＲＩを一時的に吸着・抽出するものである。本実施形態では、ＲＩである１８Ｆは、１８Ｏ−Ｈ２Ｏと共にターゲット部１００から送られてくる。１８Ｆは抽出カラム７に吸着され、１８Ｏ−Ｈ２Ｏは回収ボトル８へ送られる。１８Ｏ−Ｈ２Ｏは、貴重な物質であるため、回収ボトル８に集められ、回収される。抽出カラム７で吸着された１８Ｆは、ガス調整ユニット５から送られてきて試薬貯留容器９を通過する際に試薬を含んだガスにより、抽出カラム７から反応器１０へと送られる。この際、ガスには試薬が含まれているので、抽出カラム７に吸着されている１８Ｆを抽出カラム７から剥がし取ることができる。
【００２５】
反応器１０は、反応器１０に接続された試薬貯留容器９から送られてくる試薬と１８Ｆ（ＲＩ）とから、ＲＩ化合物を生成する反応容器である。生成されたＲＩ化合物は、ガス調整ユニット５から反応器１０へガスが送られてくることにより、後述の分離精製部４へ送られる。
【００２６】
加熱機構２０は、反応器１０を加熱する機構である。反応器１０で合成反応を行うためには、ＲＩ及び試薬を加熱する必要がある（最大で２００℃程度）。
【００２７】
分離精製部４は、反応器１０から送られてくるＲＩ化合物及びガスを分離して、ＲＩ化合物の精製を行うものである。精製されたＲＩ化合物は、ホットセル３内に設けられたＲＩ化合物回収容器（図示無し）に貯留されて回収されるか、ホットセル３外部に設けられた分注装置や分注投与装置へ送られる。
【００２８】
制御部６は、ＲＩ化合物合成装置１における上記合成動作の制御を行うものである。
【００２９】
ホットセル３は、ホットセル３外への放射線の漏洩を防ぐ放射線遮蔽壁である。ホットセル３には図示せぬ扉が設けられており、その扉から合成装置本体への試薬の補充や、ＲＩ化合物回収容器に貯留されたＲＩ化合物の回収を行う。なお、この扉は試薬の補充や、ＲＩ化合物の回収等の用途に応じて、複数設けても良い。
【００３０】
以上、ＲＩ化合物合成装置１の構造を説明したが、ＲＩ化合物合成装置１の構造は、上記の構成に限定されるものではなく、必要に応じて種々の設計変更が可能であることは言うまでもない。例えば、ＲＩは、１８Ｆではなく、他の物質でも良い。また、回収ボトルを設けなくても良い。
【００３１】
次に、ＲＩ化合物合成装置１における反応器１０及び加熱機構２０について詳細に説明する。図２は、図１に示すＲＩ化合物合成装置における反応器１０及び加熱機構２０の構成を詳細に示す概略断面図である。
【００３２】
反応器１０では、上述したように、ＲＩと各種試薬とが導入され、合成反応が行われる。合成反応を行うためには、ＲＩ及び各種試薬を加熱する必要がある（最大で２００℃程度）。そのために、反応器１０の下部には、反応器１０を加熱することによって、その内部のＲＩ及び各種試薬を加熱する加熱機構２０が設けられている。なお、反応器１０は、ガラスなどの透明性を有する物質からなり、内部の合成反応を視認可能になっている。
【００３３】
加熱機構２０は、電磁誘導体２２と、誘導コイル２４と、遮蔽体２６と、誘導コイル２４に接続された高周波電源（図示せず）とを備えている。
【００３４】
電磁誘導体２２は、反応器１０の近傍に設けられている。本実施形態では、電磁誘導体２２は、反応器１０の底部に当接して、反応器１０と一体的に設けられている。電磁誘導体２２には、透磁率が高く、抵抗値が高い鉄などの材質が用いられる。電磁誘導体２２は、下部に設けられた誘導コイル２４と電磁気的に結合しており、誘導コイル２４からの磁束φに応じて自らが発熱することによって、反応器１０を加熱する。
【００３５】
誘導コイル２４は、高周波電源から励磁電流が供給されることによって、上下方向に磁束φを発生する。これにより、誘導コイル２４は電磁誘導体２２を発熱させる。例えば、誘導コイル２４は、周囲の少なくとも一部がモールド部材で覆われた誘導コイルユニットの態様であり、この誘導コイルユニットが電磁誘導体２２に当接して配置されていることが好ましい。これにより、誘導コイル２４に供給される励磁電流に対する電磁誘導体２２の発熱効率を高めることができる。すなわち、供給電力−発熱効率を高めることができる。誘導コイル２４の横側周囲には、遮蔽体２６が配置されている。
【００３６】
遮蔽体２６は、誘導コイル２４からの磁束φが周囲に漏れることを防止する。例えば、遮蔽体２６の材料には、磁束が通りやすく、磁束を吸収する電磁誘導性を有する物質であって、透磁率が比較的高い鉄などが用いられることが好ましい。また、遮蔽体２６は、反応器１０の加熱のための電磁誘導体２２より透磁率が低く、周囲に配置される電磁誘導性物質を含む周辺機器や周辺部品よりも透磁率が高いことが好ましい。
【００３７】
遮蔽体２６は、誘導コイル２４の横側周囲を囲うように環状をなしている。なお、遮蔽体２６は、複数の遮蔽体が略等間隔に離間して環状に配置された集合体であってもよい。遮蔽体２６には、放熱用のフィン２８やファン２９が設けられていると、遮蔽体２６からの放熱を効率的に行うことができる。
【００３８】
ここで、図３に、本発明の比較例に係るエアヒータを用いたＲＩ化合物合成装置における反応器及び加熱機構の概略断面構成を示す。比較例のＲＩ化合物合成装置１Ｘは、ＲＩ化合物合成装置１において、電磁誘導方式の加熱機構２０に代えて、エアヒータ方式の加熱機構２０Ｘを備える構成で、本実施形態と相違する。ＲＩ化合物合成装置１Ｘのその他の構成は、ＲＩ化合物合成装置１と同一である。
【００３９】
エアヒータ方式の加熱機構２０Ｘは、発熱体であるヒータ２２Ｘと、不活性ガス導入管２４Ｘとを備えている。エアヒータ方式の加熱機構２０Ｘでは、不活性ガス導入管２４Ｘを通して外部から不活性ガスを熱伝導媒介物質として流入し、ヒータ２２Ｘによって不活性ガスを加熱する。その後、加熱された不活性ガスが反応器１０の外壁まで流れることによって、反応器１０が加熱される。
【００４０】
このエアヒータ方式の加熱機構２０Ｘでは、発熱体（ヒータ）２２Ｘ→媒介物質（不活性ガス）→反応器１０という複数段にわたる経路Ａで熱伝導を行うこととなるので、発熱体２２Ｘから反応器１０への熱伝導効率が低い。例えば、この熱伝導経路Ａにおいて多くの熱量を損失することとなるので、発熱体２２Ｘは、合成反応に必要な熱量に対して超過剰の熱量を供給しなければならない。また、発熱体２２Ｘの発熱開始から反応器１０の加熱終了までの時間が長くなってしまう。
【００４１】
更には、熱伝導経路Ａからその周囲に対して、長時間にわたり放熱が行われることとなり、周辺器具や周辺部品に熱損傷を与える虞がある。
【００４２】
更には、熱伝導媒介物質の流入忘れなどの誤操作により発熱体２２Ｘが高温になると、周辺器具や周辺部品の熱損傷に加えて、周辺の配線や配管などが接触により熱損傷してしまう虞がある。例えば、配管が溶けて変形したり、配線の被覆が溶けてショートしたりする虞がある。
【００４３】
また、比較例のＲＩ化合物合成装置１Ｘでは、ＲＩ化合物合成装置１Ｘ内に存在する粉塵が熱伝導媒介物質の流入によって巻き上げられて、ＲＩ化合物合成装置１Ｘ内の周囲環境のクリーン度が損なわれる虞がある。
【００４４】
しかしながら、本実施形態のＲＩ化合物合成装置１によれば、電磁誘導方式の加熱機構２０によって、誘導コイル２４に励磁電流が供給されると、電磁誘導体２２が発熱体となって反応器１０を加熱することができる。そして、電磁誘導により反応器を加熱するので、周囲への放熱を低減することができる。特に、電磁誘導体２２が反応器１０に一体的に設けられているので、発熱体から反応器への熱伝導効率を高めることができ、周囲への放熱をより低減することができる。また、不活性ガスやオイルなどの熱伝導媒介物質を外部から流入しないので、流入忘れなどの誤操作に起因する発熱体の温度上昇を防止することができる。更に、エアヒータを用いないので、ホットセル内のクリーン度を損なうことがない。
【００４５】
また、本実施形態の電磁誘導方式の加熱機構２０では、不活性ガスやオイルなどの熱伝導媒介物質を用いないブロックヒータやペルチエヒータなどを用いる手法に比べ、加熱の立ち上がりがよく、発熱体の発熱開始から反応器の加熱終了までの時間が短い。また、ブロックヒータやペルチエヒータなどを用いる手法に比べ、本実施形態の電磁誘導方式の加熱機構２０では、供給電力−発熱効率が良い。
【００４６】
また、本実施形態のＲＩ化合物合成装置１によれば、誘導コイル２４の横側周囲を囲うように遮蔽体２６が配置されているので、発熱体である電磁誘導体２２の発熱、すなわち反応器１０の加熱を損なうことなく、電磁誘導性の材質を含む周辺器具や周辺部品が誘導コイル２４の磁束φにより温度上昇することを抑制することができる。
【００４７】
更に、本実施形態のＲＩ化合物合成装置１によれば、遮蔽体２６に放熱用のフィン２８やファン２９が設けられているので、遮蔽体２６の発熱による周辺器具や周辺部品の温度上昇を抑制することができる。
【００４８】
その結果、周辺器具や周辺部品の熱損傷を防止することができると共に、周辺の配線や配管など熱損傷を防止することができる。
【００４９】
また、本実施形態のＲＩ化合物合成装置１によれば、電磁誘導体２２が反応器１０の底部に当接して設けられているので、加熱機構２０によって、反応器１０の側部からの反応器１０内の化学反応の様子の視認性を損なうことがない。
【００５０】
なお、本発明は上記した本実施形態に限定されることなく種々の変形が可能である。例えば、本実施形態では、電磁誘導体２２を反応器１０の底部に当接したが、電磁誘導体は、反応器に粒子状に含まれていてもよい。例えば、反応器を成形する際に、主成分であるガラスの粒子に電磁誘導体の粒子を練り込むことによって実現可能である。これにより、反応器の透明性を損なうことなく、反応器内の化学反応の様子を視認することができる。また、反応器自体全体が発熱体となるので、熱伝導効率を更に高めることができ、周囲への放熱をより低減することができる。また、反応器とは別体として電磁誘導体を設ける必要が無いので、ＲＩ化合物合成装置の小型化が可能となる。
【００５１】
また、本実施形態では、電磁誘導体２２を反応器１０に一体的に設けたが、電磁誘導体は、反応器に一体的に設けられていなくともよい。例えば、電磁誘導体から反応器への熱伝導効率が大きく低下しない程度に、電磁誘導体と反応器との間に若干の隙間を設けてもよい。
【００５２】
また、本発明は、合成装置の反応器の加熱機構のみならず、乾燥固化を行う濃縮装置など、クリーン環境下で使用される装置全般の加熱機構として適用可能である。
【符号の説明】
【００５３】
１，１Ｘ…ＲＩ化合物合成装置、２…合成装置本体部、３…ホットセル、４…分離精製部、５…ガス調整ユニット、６…制御部、７…抽出カラム、８…回収ボトル、９…試薬貯留容器、１０…反応器、２０，２０Ｘ…加熱機構、２２…電磁誘導体、２２Ｘ…ヒータ、２４…誘導コイル、２４Ｘ…不活性ガス導入管、２６…遮蔽体、２８…放熱用フィン、２９…放熱用ファン、１００…ターゲット部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射性同位元素及び試薬から放射性同位元素標識化合物を生成するためのＲＩ化合物合成装置において、
前記放射性同位元素と前記試薬との合成反応を行う反応器と、
前記反応器を加熱する加熱機構とを備えており、
前記加熱機構は、励磁電流が供給される誘導コイルと、前記誘導コイルに電磁気的に結合された電磁誘導体とを備える
ことを特徴とするＲＩ化合物合成装置。
【請求項２】
前記電磁誘導体は、前記反応器に一体的に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のＲＩ化合物合成装置。
【請求項３】
前記電磁誘導体は、前記反応器の底部に当接されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のＲＩ化合物合成装置。
【請求項４】
前記電磁誘導体は、前記反応器に粒子状に含まれていることを特徴とする請求項１又は２に記載のＲＩ化合物合成装置。
【請求項５】
前記誘導コイルと前記電磁誘導体との結合を損なうことなく、前記誘導コイルを囲うように設けられた遮蔽体を更に備えることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載のＲＩ化合物合成装置。
【請求項１】
放射性同位元素及び試薬から放射性同位元素標識化合物を生成するためのＲＩ化合物合成装置において、
前記放射性同位元素と前記試薬との合成反応を行う反応器と、
前記反応器を加熱する加熱機構とを備えており、
前記加熱機構は、励磁電流が供給される誘導コイルと、前記誘導コイルに電磁気的に結合された電磁誘導体とを備える
ことを特徴とするＲＩ化合物合成装置。
【請求項２】
前記電磁誘導体は、前記反応器に一体的に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のＲＩ化合物合成装置。
【請求項３】
前記電磁誘導体は、前記反応器の底部に当接されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のＲＩ化合物合成装置。
【請求項４】
前記電磁誘導体は、前記反応器に粒子状に含まれていることを特徴とする請求項１又は２に記載のＲＩ化合物合成装置。
【請求項５】
前記誘導コイルと前記電磁誘導体との結合を損なうことなく、前記誘導コイルを囲うように設けられた遮蔽体を更に備えることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載のＲＩ化合物合成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−１３４４２（Ｐ２０１２−１３４４２Ａ）
【公開日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１４７７０９（Ｐ２０１０−１４７７０９）
【出願日】平成２２年６月２９日（２０１０．６．２９）
【出願人】（０００００２１０７）住友重機械工業株式会社 (2,241)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月２９日（２０１０．６．２９）
【出願人】（０００００２１０７）住友重機械工業株式会社 (2,241)
【Ｆターム（参考）】
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